Web Services

Introducció

Un servei web o web service ve a ser un servei més del sistema informàtic (o sigui, un sistema d'intercanvi d'informació), però amb algunes peculiaritats:

• Utilitza el protocol HTTP per intercanviar les dades.
  • Utilitza els mètodes HTTP: GET, POST, PUT, DELETE (inspirat en el CRUD de les BBDD).
  • Pot tenir altres mètodes (arbitraris) però no és tan usual.
• Sol aplicar-se a sistemes navegables (enllaços/hipervincles).
• Sol estar al port 80
• Sol utiltizar una arquitectura REST o REpresentational State Transfer.
  • Arquitectura client-servidor
  • Sense estat
  • Cachejable
  • Per capes
  • Codi "on demand": compartit (al client, p.ex. javascript)
  • Interfície uniforme

Avantatges:

• Estandarització: sol utilitzar-se JSON (JavaScript Object Notation) com a format d'intercanvi de dades. És molt còmode i més comprimit que en altres formats com XML.
• Convé utilitzar les llibreries estàndard de JSON per no haver de reimplementar el parsing de les dades a enviar i rebre.

Mètodes REST:

• GET: no s'envien dades (tot i que sí es poden posar en la URL)
• POST: s'envien dades adjuntes
• PUT: sol servir per guardar un element a la BBDD
• DELETE: sol servir per eliminar un element de la BBDD
• custom: es poden definir per l'usuari

Especificació d'un Web Service

Abans de posar-nos a treballar cal fer una correcta especificació. En aquest cas encara és més important ja que el codi estarà separat en 2 blocs: client (JS) i servidor (WS). Sol ser molt comú repartir en especialistes de cada part els dos blocs, i perquè el projecte funcioni cal que l'especificació sigui clara.

En aquest cas tenim un exemple d'un xat. Veureu que cada servei o endpoint necessita una especificació de les dades que necessita que li entrem (enviar) i quines ens donarà.

Obtenir llista de canals i missatges

/api/xat (entrada)

atribut	valor (exemple)	comentari
canal	principal	canal de xat del què volem rebre els missatges

/api/xat (sortida)

atribut	valor	comentari
status	true/false	ens informa si tot ha anat bé
missatges	[ {"nick":"pere","missatge":"hola!"} , {...} , {...} ]	llista de missatges del canal
missatge	"canal inexistent" "error intern"	detalls del status de la comanda

Enviar un missatge

xat_set_missatge_ws (entrada)

atribut	valor (exemple)	comentari
canal	principal	canal de xat al què volem enviar el missatge
missatge	"hola, com anem per aquí?"	cos dels missatge a enviar

xat_set_missatge_ws (sortida)

atribut	valor	comentari
servei	"xat"	nom del servei que estem utilitzant (sempre serà "xat")
canal	"principal"	canal de xat al què hem volgut enviar el missatge
status	true/false	si la petició s'ha resolt OK (gravar missatge)
missatge	"ERROR: JSON incorrecte" "missatge enregistrat correctament"	missatge amb detalls de l'execució

Exemple en Python i CherryPy

En Python solem utiltizar la llibreria json o bé simplejson. Els mètodes més importants d'aquesta llibreria son:

• json.loads
• json.dumps

Fes un cop d'ull al framework CherryPy per desenvolupament ràpid en Python, l'utilitzarem per fer algunes pràctiques.

En moltes ocasions, els propis "renderers" del nostre framework ens faran la feina de traduir i importar els objecte JSON, tot i que en el fons estaran utilitzant aquesta llibreria.

En aquest exemple utilitzem CherryPy i MongoDB com a base de dades. La llibreria Pymongo ens serveix per accedir des de Python a MongoDB.

• Dintre de MongoDB utilitzarem la BBDD "xats" per emmagatzemar les converses.
• Cada col·lecció dintre de "xats" serà un "canal" o "conversa".

# http://www.cherrypy.org/
 
import cherrypy
import json
import pymongo
import datetime
 
class Xat:
    exposed = True
    
    def __init__(self):
        # inicialitzem la DB de canals
        self.client = pymongo.MongoClient()
        self.db = self.client.xats
 
    # llistar missatges o canals (parametre canal per get)
    # tipus http://.../api/xat?canal=test
    def GET(self,*args,**kwargs):
        resposta = {}
        # processem parametres
        canal = kwargs.get("canal")
        if not canal:
            # mostrem llista de canals (col.leccions)
            include_sys_cols = False
            canals = self.db.collection_names(include_sys_cols)
            resposta["canals"] = canals
        else:
            # responem llista de missatges del canal
            missatges = self.db[canal].find({})
            msgs = []
            for msg in missatges:
                msg["_id"] = str(msg["_id"])
                msg["timestamp"] = str(msg["timestamp"])
                msgs.append( msg )
            if not msgs:
                return json.dumps({"status":False,"missatge":"Canal inexistent"})
            resposta["missatges"] = msgs
        resposta["status"] = True
        print resposta
        return json.dumps( resposta )
 
    # enviar missatges
    @cherrypy.tools.json_in()
    def POST(self,*args,**kwargs):
        resposta = {}
        try:
            dades = cherrypy.request.json
            # "dades" conte elements JSON deserialitzats
            canal = dades["canal"]
            doc = {}
            doc["missatge"] = dades["missatge"]
            doc["nick"] = dades["nick"]
            doc["timestamp"] = datetime.datetime.now()
            self.db[canal].save( doc )
            resposta["status"] = True
            resposta["missatge"] = "Missatge guardat correctament."
        except:
            resposta["status"] = False
            resposta["missatge"] = "Error indefinit"
        return json.dumps( resposta )
 
if __name__ == '__main__':
    cherrypy.tree.mount(
        Xat(), '/api/xat',
        {'/':
            {'request.dispatch': cherrypy.dispatch.MethodDispatcher()}
        }
    )
    cherrypy.engine.start()
    cherrypy.engine.block()

Fixeu-vos en què:

• La classe Xat() implementa els mètodes REST ( PUT i GET ). Podriem implementar altres mètodes restful (PUT, DELETE) creant els pertinents mètodes a la classe. El framework ja crida un o altre depenent del tipus de header que rebi en el request.
• Per configurar aquest comportament del framework hem hagut d'utilitzar el MethodDispatcher() dins del main (és diferent de la configuració ràpida habitual de CherryPy).
• Les dades d'entrada ens les parseja el framework mitjançant el decorator @cherrypy.tools.json_in(). Així podem utiltizar les dades directament en JSON sense fer un json.loads:

  dades = cherrypy.request.json

• Les dades de sortida les hem de transformar a JSON

  return json.dumps

• El framwork s'encarrega de posar headers indicant que la resposta també és JSON.

Testejant el WS amb cURL

La comanda curl (cal instal·lar-la) ens serveix per cridar a URLs i testejar els WS.

Per veure la llista de canals:

$ curl http://localhost:8080/api/xat

Per veure els missatges d'un canal:

$ curl http://localhost:8080/api/xat?canal=DAW_MASTERS

I per enviar un missatge:

$ curl http://localhost:8080/api/xat -d '{"canal":"DAW_MASTERS","missatge":"Benvinguts al xat DAW MASTERS!!","nick":"Enricus"}' -H "Content-Type: application/json" -X POST

Fiexu-vos en què:

• Si només hi ha la URL s'assumeix que és una crida GET.
• Passem els paràmetres GET com habitualment (dins la pròpia URL amb un ? i separats per &).
• Per poder enviar dades per POST (-d) cal afegir els headers adequats per indicar que la informació és en format JSON, és a dir: -H "Content-Type: application/json"
• El -X POST és opcional ja que sempre que li posem un "-d" (dades) ja s'assumeix que és POST.

Més sobre web services

Teniu un altre exemple de WS implementat en Python i Pyramid per un xat aquí: https://github.com/lacetans/jsonxat_ws